To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem Działanie pola magnetycznego na zamknięty obwód z prądem.. Prostokątną ramkę o bokach a i b umieszczamy w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B . Przez ramkę płynie prąd o natężeniu I , a normalna do płaszczyzny ramki tworzy kąt θ z polem B. Rozpatrujemy siłę działającą na każdy z boków. Siły Fb działające na odcinki b znoszą się wzajemnie. Siły Fa działające na odcinki a też się znoszą ale tworzą parę sił dającą wypadkowy moment siły θ θ θ τ sin sin sin b F b F b F a a a = + = 2 2 lub wektorowo (na podstawie definicji iloczynu wektorowego) b F τ × = a Siła Fa wynosi IaB F a = więc θ θ τ sin sin ISB IabB = = gdzie S = ab jest powierzchnią ramki. Równanie (21.12) możemy zapisać w postaci wektorowej B S τ × = I gdzie S jest wektorem powierzchni. Wielkość S μ I = nazywamy magnetycznym momentem dipolowym . Pole magnetyczne działa więc na ramkę z prądem (dipol magnetyczny) momentem skręcającym obracając ją . Położenie równowagi ramki (dipola magnetycznego) występuje dla θ = 0 tj. gdy ramka jest ustawiona prostopadle do pola B . Przykładem dipola magnetycznego jest igła kompasu, która umieszczona w polu magnetycznym obraca się ustawiając zgodnie z polem. Taką "kołową ramką z prądem" jest również elektron krążący po orbicie w atomie. Moment dipolowy elektronu krążącego po orbicie o promieniu r wynosi ) ( 2 r I e π µ = Natężenie prądu wytwarzanego przez elektron o ładunku e przebiegający orbitę w czasie T (okres obiegu) wynosi r e T e t q I π 2 v = = = gdzie v jest prędkością elektronu. Stąd L m e r m m e r e r r e e 2 ) ( 2 2 ) ( 2 2 = = = = v v v π π µ gdzie L = mvr jest momentem pędu elektronu. Elektron, krążący po orbicie jest więc elementarnym dipolem magnetycznym. Własności magnetyczne ciał są właśnie określone przez zachowanie się tych elementarnych dipoli w polu magnetycznym. Własności te omówimy na dalszych wykładach. Z momentem siły działającym na dipol związana jest tzw. energia magnetyczna dipola Można również pokazać, że ta energia wyraża się wzorem E m = - µ B = - µ B cosθ Zauważmy, że minimum energii odpowiada ustawieniu dipola w kierunku równoległym do pola magnetycznego B ( θ = 0). Document Outline Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)